8 越疆DobotPython编程与机器人 第八章 函数共1课时.docx

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8越疆DobotPython编程与机器人第八章函数共1课时

第八章函数

第12课时

教学目标：

1.掌握函数的基本知识；

2.体验函数在编程中的作用；

3.掌握利用函数解决实际问题的能力。

教学重、难点：

重点：

掌握函数的基本知识，函数的创建与调用、参数传递、返回值等；

难点：

函数的创建形式。

教学材料：

1.计算机网络教室环境

2.电脑

3.VSCode编辑器

4.机器人套件

教学过程：

一、场景导入（5min）

1.讲述：

在编程中如果某段代码需要多次使用，我们可以把这段代码复制多次，但是这种做法会影响开发效率。

那如何让一段代码高效地重复使用呢？

2.讲述：

在Python中，提供了函数来解决这个问题。

3.提问：

讲到函数，同学们接触过哪些函数呢？

Ø教学说明：

这里让学生进行讨论回答，学生通过回顾之前的知识点，回答可能包含print（）函数和input（）函数。

4.讲述：

print（）函数和input（）函数等，这些都是Python内置的标准函数，可以直接调用。

除了可以直接用的标准函数外，Python还支持自定义函数。

我们可以把实现某一功能的代码定义为一个函数，然后在需要使用的时候随时调用，十分方便。

对于函数，简单地理解就是可以完成某项工作的程序，有点类似积木块，可以反复的使用，提高代码的利用率。

5.讲述：

这一章我们将一起学习函数的创建、调用、参数设置、返回值设置等。

二、知识讲授（20min）

Ø教学说明：

提前让同学们都打开VSCode编辑器，并建立一个新的python文件。

准备一张A4纸，机器人绘制正方形的时候会使用到。

第一节函数的创建与调用

1.提问：

假设我们需要机器人重复绘制正方形。

首先，如何绘制一个正方形，这在第二章中我们已经学习过了。

当绘制正方形这个功能需要反复使用时，我们在编写程序的时候如何提高代码编写效率呢？

Ø教学说明：

让学生回答，学生想到可以定义一个函数，函数的功能是绘制一个正方形。

2.讲述：

先来了解一下函数的语法格式：

Ø教学说明：

老师在课件上展示，并讲解函数语法格式中每个部分的含义。

3.讲述：

接下来，我们创建一个能完成绘制正方形的函数。

函数创建形式分为四种：

不带参数不带返回值、不带参数带返回值、带参数不带返回值、带参数带返回值。

我们先来体验第一种形式：

不带参数不带返回值

4.提问：

绘制完正方形我们需要返回正方形的面积，这样的函数又要怎么创建呢？

Ø教学说明：

让学生们自己尝试改变绘制正方形的函数。

5.讲述：

当我们绘制完正方形，需要函数返回正方形的面积，就可以采用第二种函数创建形式：

不带参数带返回值。

机器人绘制正方形，并在软件终端返回正方形的面积。

Ø教学说明：

老师讲解如何调用函数，让学生观察结果。

我们可以通过函数的名字来调用函数

6.提问：

如果机器人每次绘制正方形的大小都要求不一样，这样的函数又要怎么创建呢？

7.讲述：

可以采取第三种函数创建形式：

带参数不带返回值。

Ø教学说明：

让学生自己尝试编写函数。

8.讲述：

除了正方形的大小要不一样，还需要返回每次绘制的正方形面积，我们可以采取第四种函数创建形式：

带参数带返回值。

9.讲述：

在调用函数的时候，如果函数有参数就用括号把参数括起来，没有参数就放一对空的圆括号，接下来我们分别调用前面创建的几个函数。

Ø教学说明：

让学生跟着老师写程序，并且自己运行程序验证结果。

同学们可以观察到机器人执行画正方形的动作，并且在软件终端可以看到函数带返回值的返回结果。

第二节参数传递

10.讲述：

如果是带参数的函数，那么就会有参数传递的问题。

我们在使用函数时，可以通过传递参数的方式去影响函数的执行结果。

传递参数可以分为四种不同的方式：

形式参数和实际参数、位置参数、关键字参数、默认参数。

形式参数和实际参数：

11.提问：

根据自己的理解说说什么是形式参数，什么是实际参数？

12.讲述：

要访问二维列表中的某个元素，要先找到该元素所在的小列表，在大列表中的索引，再找到该元素在小列表中的索引，通过这两个索引来访问二维列表的索引。

在函数定义时，函数名后面括号中的参数叫做形式参数，也叫形参，如绘制正方形函数中的“side”。

在函数调用时，函数名后面括号中的参数叫做实际参数，也叫实参，如robot_rect3（20），20就是实际参数。

为了方便使用计算机调试，将之前的机器人绘制正方形部分简化成print（）来进行演示。

Ø教学说明：

让学生跟随老师编写程序，体验形参与实参的区别。

位置参数:

13.提问：

函数可以设置两个参数或是两个参数以上吗？

Ø教学说明：

让学生猜测，引出我们再加一个参数试一试。

14.讲述：

在绘制正方形的过程中除了可以添加正方形边长这个参数，可能还需要由用户自定义绘制正方形的落笔点，也就是需要再添加一个绘制正方形落笔点的参数。

这个时候绘制正方形的函数robot_rect（）就会有两个参数，我们设定这个形参为origin，函数创建形式变为：

origin这个形参表示的是绘制正方形的落笔点，是一个坐标点（x,y,z），所以在调用的时候需要写成元组的形式

15.讲述：

有两个以上参数，在调用函数时，就会有位置参数的问题。

需要注意是：

调用函数时，实际参数的数量和位置，必须和形式参数保持一致。

16.讲述：

在上面的示例中，第二次调用函数robot_rect（）时，实参（250,0,-45）对应形参side，实参20对应形参origin，虽然信息不匹配，但是程序会按照位置参数的对应关系传递参数。

运行程序，结果如下。

Ø教学说明：

让学生跟随老师编写程序，并且自己运行程序观察结果。

关键字参数：

17.提问：

为了避免位置参数出现的传参顺序问题，我们可以采取什么办法呢？

18.讲述：

调用函数时，直接对形参的名字进行赋值，不再需要形参与实参的位置完全一致。

Ø教学说明：

介绍关键字参数的用法以及关键字参数与位置参数都存在的情况。

让学生跟着老师写程序，并且自己运行程序验证结果。

当位置参数和关键字参数都存在时，位置参数必须在关键字参数前面，否则会出现异常。

程序示例如下所示。

默认参数：

19.讲述：

默认参数是指在定义函数时有初始值的参数。

调用函数时，如果给默认参数传递实参，那么在函数运行时使用传递的实参值，如果函数调用时，没有给默认参数传递实参，那么函数运行时默认使用它的初始值。

注意：

默认参数必须在位置参数后面，否则会出现异常。

程序示例如下所示：

Ø教学说明：

让学生跟随老师编写程序

20.讲述：

在上面的实例中，我们调用了两次函数robot_rect（），在第一次调用时提供了2个实参，在第二次调用时提供了1个实参。

第一次调用时函数会优先使用origin的实参值，第二次调用时我们没有传递origin的实参，但origin是默认参数会使用默认值。

运行程序，结果如下。

第三节返回值

21.讲述：

当函数结束时，我们可以从函数中获得反馈值，这个反馈值我们叫做函数的返回值。

例如，在第一节中函数的返回值是正方形的面积，它是一个整型类型，函数的返回值还可以是元组、列表、字符串等数据类型。

Ø教学说明：

让学生跟随老师编写程序，观察运行结果。

第四节变量的作用域

Ø教学说明：

此节内可让学生课后阅读。

三、动手实践（20min）

（一）任务发布

1.讲述：

创建包含两个参数（总额与数量）的拼手气红包函数，然后根据总额与数量生成随机的金额，最后把生成的所有金额保存到列表中。

Ø教学说明：

让学生利用今天学习的知识，讨论项目的设计思路

2.讲述：

老师汇总同学的思路，并给出一条参考的编程思路

四、展示总结（5min）

1.成果展示：

展示编写的程序，提交给老师。

Ø教学说明：

这里有两种方式，一种是教师个别点评，针对每一个学生的作品，评价其做得好的地方和还需要进一步改进的地方。

2.师生小结。

3.自我评价

评价内容

评价结果

我知道了函数的功能

☆☆☆☆☆

我掌握了创建和调用函数的方法

☆☆☆☆☆

我掌握了函数参数的用法

☆☆☆☆☆

我掌握了函数返回值的用法

☆☆☆☆☆

我了解了变量的作用域

☆☆☆☆☆

我完成了拼手气红包的任务

☆☆☆☆☆